7. RESULTATS
7.2. Anàlisi Restriction Orifice (RO) i resultats
El principal problema de les empreses petroleres que no estudien les condicions de despressurització per a gruixos i especificacions del separador utilitzat és la imprecisió del procés d’emergència. Això es perillós ja que pot probocar danys irreparables. Gràcies al nou criteri descobert es pot perfeccionar el disseny de la planta i obtenir els resultats mé precisos i inclús els desitjats. Mitjantçant els resultats gràfics que s’obenen amb HYSYS, seguidament queda comprovada i explicada la informació que aporta el nova pauta.
A causa de l’incendi, la temperataura del separador augmenta. A la gràfica següent, s’observa la corba negra que representa l’increment d’aquest paràmetre en graus faranheits. Per altra banda, quan s’activa un procés de despressurització amb un forat de restricció de 9,85 in2 (0,635 m2) es comprova que la tensió (stress) del separador disminueix. Per exemple, a la gràfica es veu com la tensió dins del dipòsit passa de 800 a 400 bar durant el temps de despressurtizació de 25 minuts.
Fig. 7.2.1 Gràfica Temperatura i Tensió- Temps de despressurització
Com mostra la gràfica 1, el separadors de gruixos majors s’escalfen més lentament. Per tant, el dipòsit assoleix tensions menors i les variacions de stress són més graduals. A continuació, es demostra que per una mateix procés de despressurització, és a dir, amb el
mateix tamany de RO, el separador d’espessor menor disminueix la tensió més dràsticament. Tot i així, el dipòsit de major gruix sempre poseeix una tensió per sota de l’altre.
Fig. 7.2.2 Gràfica Tensió- Temps de despressurització per diferents gruixos
Sempre es vol mantenir la tensió per sota de la tenisó de ruptura durant un temps de seguretat. Gràcies a l’estudi se sap que es pot arribar a triar el temps de ruptura depenent dels objectius que es volen assolir. Per fer-ho, existeixen RO de tamanys molt diversos. Un RO gran provoca una sortida de gas més ràpida que resulta amb una disminució de la pressió veloç. La següent figura, mostra que per un vessel de un gruix de 25,4 mm, a mesura que augmenta l’àrea del RO, incrementa el procés de despressurització. En conseqüència, la pressió i la tensió del dipòsit són menors. Així per exemple, amb un RO de 11,05 in2, passats 10 minuts, es redueix la tensió del separador de 800 bar a 425 bar. En canvi, quan el separador és de 6,38 in2, després de 10 minuts el dipòsit es troba a 550 bar.
Fig. 7.2.3 Gràfica Tensió- Temps de despressurització per diversos RO (gruix de 25,4 mm) Tot i que depenent de l’espessor del dipòsit la temperatura evoluciona diferent, el fet anterior es dóna per qualsevol gruix.
Fig. 7.2.4 Gràfica Tensió- Temps de despressurització per diversos RO (gruix de 12,7 mm) Mantenir la tensió del separador baixa durant una situació d’incendi és molt important. Durant un temps prudencial suficient, cal está a una tensió per sota de la tensió de ruptura de la temperatura del moment. Per aquest motiu, la pressió del dipòsit en cada instant juga un paper clau. Depenent de l’empresa, es busca que aquest fet es dongui amb un temps
major o menor. Tot i així, es considera que el temps de seguretat ha de garantir com a mínim 2 hores abans de la ruptura del separador.
A la próxima gràfica, s’observa que cada despressurtizació dóna lloc a un temps de ruptura. Les corbes continues indiquen la disminució de pressió segons el tamany del RO. Les discontinues indiquen els temps de seguretat que existeix, segons la disminució de pressió d’un serparador de gruix 25,4 mm. Així per exemple, amb un orifici de 6,38 in2 (corba blava) i una despressurització durant 20 minuts no s’aconsegueix ni tan sols 2 hores de temps de seguretat. Aquesta situació es considera crítica. En canvi, quan el RO és de 9,85 in2, s’obté un temps de ruptura (verd) mínim de 8 hores. A més, si el tamany de el RO és de 11,05 in2 es desenvolupa un mínim el qual assegura un temps de seguretat de 24h, aquest pot ser de gran utilitat.
Fig. 7.2.5 Gràfica Temps de ruptura per diversos Ros
La nova metodologia per descobrir el temps de despressurització a partir del RO i les característiques del vessel obre un nou ventall de possibilitats per optimitzar el procés en situació d’emergència. La nova informació perfecciona la metodologia que considera que la despressurització ha de ser a la meitat de pressió en 15 minuts.
Com es veu a la gràfica anterior, és cert que la corba groga despressuritza en 15 minuts de 10 bar a 5 bar, la pressió es redueix a la meitat i això assegura que hagi un temps de seguretat de 2 hores. Tot i així, quan el gruix del dipòsit és menor, la despressurització en 15 minuts pot ser insuficient per obtenir el temps de ruptura necessari. A més, es possible que l’empresa petrolera desitgi un temps de seguretat major, aleshores cal despressuritzar amb més velocitat mitjantçant un RO major. També, s’aconsegueix incrementant el gruix del separador. Per tant, estudiant aquests elements ara és possible decidir el temps de seguretat millor per cada plataforma sense està supeditat a que siguin 2 hores. Com a
resum, la gràfica següent recull tots els resultats de la simulació de HYSIS.
Fig. 7.2.6 Gràfica recull de resultats
Les corbes discontinues groga i vermella indiquen la influència del gruix en el temps de seguretat. Finalment, les corbes discontinues vermella i blava mostren la rellevancia del tamany de RO en el temps de seguretat.